穿堤涵閘發(fā)生滲透變形的原因與加固技術(shù)

楊傳遠(yuǎn)

摘要：現(xiàn)階段，我國水利工程正處于快速發(fā)展的新時(shí)期，防汛工作也關(guān)系著人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，加強(qiáng)對穿堤涵閘滲透變形原因以及加固技術(shù)的研究具有十分現(xiàn)實(shí)的意義。文章針對穿堤涵閘滲透現(xiàn)象和引起這些滲透變形情況的原因進(jìn)行了分析，并提出了有效的加固技術(shù)方法，以供有關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：穿堤涵閘；滲透變形；加固技術(shù)；防滲帷幕；反壓工程 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TV223 文章編號(hào)：1009-2374（2015）24-0124-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.24.061

穿堤涵閘是水利工程防洪防汛工作中重要的工程，對防汛工作具有極其重要的影響。然而，在歷次的防汛工作中，也逐漸暴露出穿堤涵洞滲透中存在的問題，暴露出穿堤涵閘在設(shè)計(jì)、施工以及管理方面存在的諸多問題。現(xiàn)階段，我國水利工程正處于快速發(fā)展的新時(shí)期，防汛工作也關(guān)系著人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，加強(qiáng)對穿堤涵閘滲透變形原因以及加固技術(shù)的研究具有十分現(xiàn)實(shí)的意義。

1 穿堤涵閘滲透變形現(xiàn)象

穿堤涵閘滲透變形現(xiàn)象主要體現(xiàn)在以下四個(gè)方面：

1.1 土堤與穿堤涵閘接觸面滲漏現(xiàn)象

由于上游水位升高，穿堤涵閘在長期的浸泡作用下，與土堤接觸面就會(huì)發(fā)生滲漏。在堤防背水坡出口處以及上游坡常常會(huì)發(fā)生集中滲流，導(dǎo)致土粒流失，引起空洞而引起滲漏。

1.2 涵洞裂縫導(dǎo)致接頭處止水失效發(fā)生漏水

由于涵洞出現(xiàn)裂縫，導(dǎo)致涵洞洞壁存在漏水現(xiàn)象。接頭止水失效，導(dǎo)致橫縱向滲流連接到一起。

1.3 穿堤涵閘背水坡發(fā)生滲水

當(dāng)?shù)谭郎嫌嗡惶螅乘履_處的土壤會(huì)變得潮濕，土壤的顏色會(huì)逐漸變深，然后就會(huì)出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。然而土壤潮濕不能被帶走，使得土壤潮濕區(qū)域不斷的擴(kuò)大，堤防土壤變軟，嚴(yán)重情況會(huì)導(dǎo)致堤坡脫落。如果滲漏出口缺少保護(hù)層，在滲漏量不斷變大的情況下，土粒會(huì)被帶出，形成孔穴，使得滲漏處逐漸形成一個(gè)聯(lián)通的整體。

1.4 穿堤涵閘出現(xiàn)地基滲漏現(xiàn)象

當(dāng)上游水位提升后，水壓力就會(huì)增加，就會(huì)導(dǎo)致地基滲漏問題出現(xiàn)。如果穿堤涵閘地基類型屬于單層均質(zhì)砂土類型，其滲水形式會(huì)由正常轉(zhuǎn)換為不正常，在下游地基表面就容易發(fā)生翻水帶砂現(xiàn)象，最終形成集中滲漏通道。如果地基類型為雙層結(jié)構(gòu)，并且其不透水層非常薄，其下游地基表面就會(huì)出現(xiàn)滲流頂穿問題；隨著滲漏量越來越大，甚至滲出了清水，在后期出現(xiàn)渾水，就說明有嚴(yán)重流土、管涌現(xiàn)象發(fā)生。如果穿堤涵閘上游涵洞、底板等基礎(chǔ)上出現(xiàn)滲透，嚴(yán)重會(huì)將基礎(chǔ)掏空，最終使得建筑物斷裂、沉陷。

2 穿堤涵閘發(fā)生滲透變形的原因

這些滲透破壞現(xiàn)象主要是由于堤防土體滲透的穩(wěn)定性被破壞，進(jìn)而造成的滲透。穿堤涵閘的地基以單層透水地基以及黏土粉土層為主，下層主要是砂礫層或砂層結(jié)構(gòu)，在筑堤過程中由于就地取材的施工原則，常常難以使用理想的黏壤土。穿堤涵閘的兩端堤防相對透水，在上游水位不斷提升后，會(huì)從上游向下游繞流，形成三向滲流現(xiàn)象。尤其是在沿水流的方向的穿堤涵閘較長、較窄，地基透水以及兩側(cè)集中滲流，會(huì)導(dǎo)致提防局部滲流擴(kuò)大，滲流嚴(yán)重區(qū)域主要集中在上游堤坡以及下游的排水段，對下游穿堤涵閘形成一個(gè)不利的工作條件，使得滲透破壞更加嚴(yán)重。

導(dǎo)致滲透破壞的原因主要包括滲透壓力過大、滲透流速大、滲透比降升高，超出了允許的范圍，會(huì)使得某一局部位置的土粒被帶走，使得發(fā)生成塊的土體被浮起或者集中滲透通道形成。而滲透流速、比降以及壓力等大小，與側(cè)向防滲型式、地下輪廓線型式、防滲長度等有直接的關(guān)系。造成滲透壓力、滲透流速以及滲透比降壓力過大的原因包括側(cè)向防滲長度太短、防滲輪廓型式不足。

另外，在穿堤涵閘施工過程中，由于一些因素的影響也會(huì)導(dǎo)致滲透破壞現(xiàn)象發(fā)生，具體體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：（1）在穿堤涵閘工程設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)人員沒有了解實(shí)際情況，同時(shí)也沒有掌握第一手現(xiàn)場資料，加上一些其他因素的局限性，往往會(huì)導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員考慮不周或不符合規(guī)律。另外，設(shè)計(jì)過程中也會(huì)存在不同程度的弱點(diǎn)與缺陷，使得整個(gè)設(shè)計(jì)方案不夠完善，給穿堤涵閘工程項(xiàng)目帶來安全隱患。（2）在工程施工過程中，由于施工條件、環(huán)境等因素的影響，給工程施工造成嚴(yán)重的制約；同時(shí)在施工過程中沒有嚴(yán)格的質(zhì)量管理措施，沒有嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)文件與施工規(guī)范進(jìn)行，導(dǎo)致穿堤涵閘以后的使用過程中存在隱患。（3）在工程管理及使用過程的日常養(yǎng)護(hù)方面，如果日常養(yǎng)護(hù)不到位，檢修不夠及時(shí)，導(dǎo)致沒有及時(shí)的發(fā)現(xiàn)工程的弱點(diǎn)與缺陷，在沒有及時(shí)補(bǔ)救的情況下，使得這種不利的條件情況加重。在使用時(shí)間逐漸變長的情況下，這種安全隱患就會(huì)慢慢的積累，使得建筑物運(yùn)行性能降低。

3 穿堤涵閘滲透變形的加固技術(shù)

現(xiàn)階段，對于穿堤涵閘滲透變形問題的加固主要通過以下三種方式：第一是構(gòu)建反壓工程；第二是加長涵洞；第三是建筑防滲帷幕。這三種加固措施各有優(yōu)劣，具有一定的局限性以及適用條件，同時(shí)還需要采取一定的排水減壓措施，才能使防滲加固發(fā)揮更好的效果。

3.1 反壓工程技術(shù)

反壓工程技術(shù)就是在穿堤涵閘背水側(cè)建設(shè)反壓閘，汛期在穿堤涵閘與反壓閘之間進(jìn)行注水，能夠在一定程度上抵消一部分外河水位造成的水透。如果汛期出現(xiàn)高水位，即使有反壓閘，同樣會(huì)發(fā)生滲透變形現(xiàn)象，還需要在反壓閘后面的渠道上再修筑1～2個(gè)反壓壩。反壓措施對于穿堤涵閘的安全渡汛有幫助，但不能消除產(chǎn)生滲透變形的內(nèi)在因素，而且反壓壩屬于汛期搶險(xiǎn)工程設(shè)施，為了不妨礙排澇或灌溉，主汛期過后必須拆除反壓壩。所以，對于汛情頻繁的地區(qū)，這種防滲加固技術(shù)不夠適用。

3.2 建立防滲帷幕

防滲帷幕主要建設(shè)在強(qiáng)透水性較薄的地基情況下，能夠?qū)?qiáng)透水層截?cái)啵斐珊芎玫姆罎B加固效果，并且工程造價(jià)非常低，并且由于土石方工程量非常少，施工速度也相對較快。然而防滲帷幕在強(qiáng)透水性較厚的地基中，不能完全將強(qiáng)透水部分截?cái)啵o工程質(zhì)量控制增加了難度，防滲效果大大降低，并且工程造價(jià)較高。另外，懸掛式的防滲帷幕經(jīng)過驗(yàn)證，其防滲效果也不夠理想。由于防滲帷幕和穿堤涵閘的外壁緊密相連，對施工很方便，因此在防滲帷幕建造過程中，采用高壓噴射施工方法能夠提高施工的效率，增強(qiáng)防滲帷幕的作用。同時(shí)，如果采用這種加固技術(shù)，還需要對滲流出口附近堤段進(jìn)行反濾護(hù)砌，以提升防滲帷幕的加固壓力。

3.3 接長涵洞

在低水位的一端將涵洞接長，不僅能夠?qū)B流路徑延長，也可以起到壓滲效果。采用這種防滲措施，主要用于強(qiáng)透水性地基較深的地基形式，但如果強(qiáng)透水性較淺，還必須有更長的防滲長度，在很大程度上會(huì)增加工程整體的造價(jià)，也會(huì)對以后清淤、建筑檢修工作增加難度，所以還需要通過減排減壓的方式進(jìn)行輔助。

4 結(jié)語

通過上述分析可知，穿堤涵閘是防汛工程中重要的工程，對防汛工作具有重大的作用。然而由于地基、汛情因素的影響，導(dǎo)致穿堤涵閘發(fā)生滲透現(xiàn)象，給防汛工作帶來重大的影響，給人民的生命安全造成威脅。這就需要針對工程地基實(shí)際情況，選擇合適的防滲加固方式，并通過相應(yīng)的措施加以輔助，提高穿堤涵閘防汛能力，為人民安全提供保障。

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（責(zé)任編輯：蔣建華）